鋼筋混凝土結構裂縫的檢測與安全性評價研究
2008-10-30 00:00
關鍵詞：混凝土；裂縫；檢測；安全評價；構造措施；分布鋼筋
1. 引言
混凝土是一種多組分的混合材料從配料、攪拌、成型至養(yǎng)護諸工藝環(huán)節(jié)，無不影響混凝土的質量。近年來，隨著我國工程建設質量管理的加強，混凝土無損檢測技術的作用日益明顯，從而也促進了該項技術的迅猛發(fā)展。
2. 國內鋼筋混凝土結構檢測方法
2.1 混凝土結構檢測常用方法的分類和特點
1) 檢測結構構件混凝土強度值；
2) 檢測結構構件混凝土內部缺陷如混凝土裂縫、不密實區(qū)和孔洞、混凝土結合面質量、混凝土損傷層等；
3) 檢測幾何尺寸如鋼筋位置、鋼筋保護層厚度、板面、道面、墻面厚度等；
4) 結構工程混凝土強度質量的勻質性檢測和控制；
5) 建筑熱工、隔聲、防水等物理特性的檢測。
2.2 鋼筋混凝土結構檢測方法的選擇
鋼筋混凝土結構檢測著重對混凝土強度等級和缺陷、鋼筋保護層厚度和位置、混凝土構件幾何尺寸、樓板厚度等進行檢測。對混凝土構件強度的檢測，可采用回彈法、超聲一回彈綜合法等檢測方法。一般工程優(yōu)先采用回彈法，對大型工程如采用回彈法檢測仍達不到設計要求或對回彈法檢測有懷疑時，應采用超聲一回彈綜合法檢測。對構件混凝土內部不密實區(qū)、空洞等缺陷的位置和范圍的檢測，可采用帶有波形顯示功能的超聲波檢測儀，測量超聲脈沖波在混凝土中的傳播速度、首波幅度和接收信號主頻率等聲學參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)及其相對變化，判定混凝土中的缺陷情況。對板厚的檢測，可采用雷達波法、沖擊一回波法、沖擊共振法、超聲脈沖回波法等檢測方法。
3. 鋼筋混凝土結構裂縫檢測與分析
3.1 鋼筋混凝土結構裂縫的基本概念
結構試驗表明，裂縫的出現(xiàn)和開展是結構破壞的先兆。建筑物中裂縫的存在預示著結構承載力可能不足，過大的裂縫會促使鋼筋銹蝕而降低結構耐久性，會造成房屋滲漏，影響建筑物美觀。所以，習慣上都不允許建筑物產(chǎn)生裂縫。但客觀現(xiàn)實，鋼筋混凝土結構物的裂縫很難完全避免，就經(jīng)濟及科學觀點，一定程度的裂縫是可以接受的。裂縫成因比較復雜，危害程度不僅與裂縫大小有關，而且與裂縫性質、產(chǎn)生原因及結構功能要求的不同各不相同。不同類型的裂縫處理方法各異。
3.2 裂縫調查
[Page] 1) 外觀檢測
裂縫外觀檢測主要包括裂縫的形式、裂縫部位、裂縫走向、裂縫寬度、裂縫深度、裂縫長度。裂縫發(fā)生及開展的時間過程，裂縫是否穩(wěn)定，裂縫內有無鹽析、銹水等滲出物，裂縫表面的干濕度，裂縫周圍材料的風化剝離情況，等等。裂縫外觀檢測常用的儀器有刻度放大鏡。對于活動裂縫，應進行定期觀測，專用儀器有接觸式引伸儀、振弦式應變儀等，最簡單的辦法是騎縫涂抹石膏餅觀察。
2) 裂縫成因調查
裂縫成因調查是為裂縫原因分析提供依據(jù)，包括對材質、施工質量、設計計算與構造，使用環(huán)境與荷載等方面的調查。材質，主要是水泥品種及安定性，砂石質量，是否存在堿性骨料，外加劑性能及用量。施工質量，主要是混凝土的強度、密實性、養(yǎng)護情況，鋼筋位置及數(shù)量，模板剛度及支撐情況。材質與施工質量調查方法，主要是核查保證資料、有針對性地輔以現(xiàn)場檢測核對。使用環(huán)境與荷載，主要是分析結構在使用中的溫度、濕度變化，是否存在有害介質作用。
3.3 裂縫檢測方法
混凝土結構的裂縫寬度、數(shù)量、深度、走向和位置是判斷結構受力狀態(tài)和預測剩余使用年限的重要特征之一。對混凝土結構作可靠性鑒定必須對結構的裂縫狀態(tài)進行檢測和分析。產(chǎn)生裂縫的原因很多，從工程鑒定和處理的角度可以將其歸納為受力裂縫和非受力裂縫兩大類，檢測時應注意區(qū)分。裂縫的形態(tài)各異，能否正確區(qū)分要依靠檢測人員的理論知識，掌握鑒定規(guī)程的水平和工程經(jīng)驗。實際工程中常有兩種類型裂縫的混合體。
3.4 裂縫成因分析
裂縫成因分析是為裂縫危害性評定及修補方案提供依據(jù)，若不經(jīng)分析或忽略成因分析就進行裂縫處理，往往會導致決策錯誤，使本不需要加固的結構而花費了大量的人力、物力去補強加固，使己處在危險狀態(tài)、本應該拆除的結構，卻因草率處理而潛藏著突發(fā)事故的危險。
4. 鋼筋混凝土結構的安全性評價
結構安全性是結構可靠性的一部分(結構可靠性包括安全性、適用性和耐久性)。結構安全性是指結構在正常施工和正常使用條件下，承受可能出現(xiàn)的各種作用的能力，以及在偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，仍保持必要的整體穩(wěn)定性的能力。結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要取決于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用(維護、檢測)有關。對結構工程的設計來說，結構的安全性主要體現(xiàn)在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。
5. 鋼筋混凝土構件安全性評價
[Page] 5.1 鋼筋混凝土結構構件安全性評價概述
在影響現(xiàn)有結構(構件)的可靠性狀態(tài)的各種因素中，對結構安全性起決定性作用的是構件的極限承載能力，而其它因素諸如裂縫、變形、偏差等，其影響可以體現(xiàn)在構件的承載能力下降上。根據(jù)現(xiàn)有結構(構件)的極限承載能力及結構(構件)所受外力，可計算出可靠性指標，從而得出構件的安全等級。
5.2 鋼筋混凝土結構構件安全性評價的內容
鋼筋混凝土結構構件的安全性評價包括構件的承載能力、構造和連接、裂縫、變形四個子項的評定。承載能力和構造與連接是重要子項，裂縫和變形是次要子項。鋼筋混凝土結構的承載力，取決于混凝土、鋼材的材質。
5.3 鋼筋混凝土結構裂縫評定等級
構件裂縫控制等級的劃分主要考慮結構的功能要求，結構所處的工作環(huán)境，鋼筋種類對腐蝕的敏感性;現(xiàn)行設計規(guī)范的裂縫控制等級;國內外試驗資料和國外規(guī)范的有關規(guī)定;工程實踐和調查等4個因素。
5.4 鋼筋混凝土結構構造和連接子項評定
預埋件的錨板和錨筋的構造合理，經(jīng)檢查無異常(無變形或位移)者，可根據(jù)承載能力評為a級或b級;當預埋件的錨板有明顯變形或錨板、錨筋與混凝土之間有明顯滑移、脫落現(xiàn)象時，根據(jù)其嚴重程度可評為c級或d級。連接節(jié)點的焊縫或螺栓符合國家現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定和使用要求者，可評為a級或b級;當節(jié)點焊縫或螺栓連接有局部拉脫、剪斷、破損或較大滑移者，根據(jù)其嚴重程度可評為c級或d級。
6. 結語
病害建筑物的挽救，關乎國計民生，是關系到保護既有建筑物、構筑物的正常使用，保護廣大居民的人身安全和正常生活條件，使各類病害建筑物轉危為安，延長建筑物使用壽命的重要工作。對于已經(jīng)發(fā)生病害和造成損壞的建筑物、構筑物，首先應通過檢驗、鑒定判別事故原因，進行結構和構件安全性的評價，然后有針對性地采取加固措施進行挽救，使建筑物的使用安全性獲得保證。
參考文獻：
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